Los cristales se pueden hacer artificialmente, pero se usa mucha energía para fundir los ingredientes, y esto puede encarecerlos. Este problema puede superarse utilizando disolventes apropiados. Llamado el método de flujo, los cristales se cultivan en un crisol que contiene solventes que permiten que el cristal se forme con menos energía porque la disolución ocurrirá más fácilmente. Imagínese tener sal de mesa y querer formar cristales de una estructura deseable. La sal se puede calentar hasta su punto de fusión, lo que requeriría mucha energía, o, se puede disolver en un disolvente como el agua, y el agua se puede evaporar a una temperatura mucho más baja que tratar de calentar la sal por sí sola. Encontrar las condiciones adecuadas es clave para tener buenas recetas de cristal.

Katsuya Teshima de la Universidad Shinshu es un experto en recetas de flujo para el crecimiento de cristales, y continúa la investigación para producir cristales óptimos de propiedades deseables. Con el reciente artículo publicado en Crecimiento y diseño de cristales Teshima, El primer autor Shunsuke Ayuzawa y su equipo investigaron los rubíes (Al ₂ O ₃ :Cr) y su curva de solubilidad en flujo. El método de flujo para hacer crecer los cristales es actualmente el método preferible para obtener cristales porque tiene un impacto ambiental insignificante. Con esta investigación, Teshima y su equipo de la Universidad de Shinshu investigaron la curva de solubilidad parcial del crecimiento de cristales de rubí en trióxido de molibdeno (MoO ₃ ).

La curva de solubilidad es un gráfico que muestra cuánto se disuelve a qué temperatura. Es crucial conocer esta información para poder cultivar cristales con precisión. Con esta investigación, la curva de solubilidad de Al ₂ O ₃ :Cr en MoO ₃ se obtuvo de 1050 a 1200 ° C. Descubrir la curva de solubilidad de este cristal que se vaporiza a temperaturas tan altas había sido extremadamente difícil, pero este equipo logró encontrar una manera utilizando el principio rector del crecimiento epitaxial en un sustrato de zafiro monocristalino para medir una pequeña cantidad de crecimiento de cristales de rubí. La clave fue distinguir entre la capa de rubí rojo y la capa de zafiro transparente cuando el fundente se evaporó.

Ruby es la palabra latina para rojo, y como sugiere el nombre, es famoso por su hermoso color rosa y granate. Los rubíes son una de las cinco gemas cardinales porque eran raras en el pasado. Otras gemas cardinales son diamantes, esmeraldas zafiro y amatista. Lo que se está volviendo más evidente es que los rubíes no solo son agradables a la vista, pero tienen propiedades que se pueden utilizar en una variedad de industrias. Los rubíes tienen fuerza mecánica, excelentes propiedades ópticas y químicamente estables. Los monocristales de rubí son excelentes dispositivos ópticos. El primer láser sólido del que se informó en 1960 estaba hecho de cristal de rubí.

A diferencia de los diamantes que están hechos de carbono puro, Los rubíes están hechos de una mezcla de corindón mineral, una forma cristalina de óxido de aluminio con un rastro de cromo que le da el color rojo. La temperatura de mantenimiento que es la temperatura a la que se mantiene la solución, produce diferentes tipos de rubíes con diferentes propiedades. La curva de solubilidad recién descubierta permitirá a los científicos ser más precisos al fabricar cristales.

Teshima, un investigador universitario, espera sistematizar el diagrama de fases de los métodos de flujo para todos los materiales. Habiendo confiado en la experiencia y el conocimiento en el pasado, Llevará a cabo más investigaciones realizadas a través de la química analítica y la ciencia computacional desde el punto de vista de la química de procesos. Él cree que se pueden descubrir y crear nuevas sustancias para realizar nuevas funciones a través de la sistematización del método de flujo.